DE4302196C2 - Verfahren zum Ändern einer Teilfunktion einer elektrischen Baugruppe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ändern einer Teilfunktion einer mit einer elektrischen Baugruppe realisierten Schaltung, wobei die elektrische Baugruppe aus einer mit SMD-Bauteilen bestückten Basis-Leiterplatte be­ steht.

Bei mit SMD-Bauteilen aufgebauten Baugruppen besteht oft das Bedürfnis, bestimmte elektrische Teilfunktionen dieser Baugruppen an neuere Entwick­ lungen anzupassen oder auch neue Funktionen in der Baugruppe zu imple­ mentieren. Hierzu muß mindestens ein bestimmtes SMD-Bauteil, beispiels­ weise ein Mikroprozessor ersetzt werden. Hierzu wird in der Regel ein Steck­ sockel oder ein Emulatorturm verwendet, der das neue Bauteil aufnimmt, um damit die Funktion der Baugruppe im Zusammenhang mit dem neuen Bauteil testen zu können, beispielsweise als Vorserie eines neuen Endproduk­ tes. Eine solche Lösung scheitert oft an dem Platzbedarf für Stecksockel oder Emulatortürme, so daß das Layout der Leiterplatte geändert werden müßte. Eine Layoutänderung läßt ein Kunde meistens nicht zu, da dies auf­ wendig und somit zu weiteren unerwünschten Kosten führt.

Aus der DE 33 11 137 A1 ist bereits ein Verfahren zum Ändern einer Teilfunk­ tion einer elektrischen Baugruppe direkt abzuleiten, bei dem zur Verbin­ dung des neuen Bauteils mit der Basisleiterplatte mindestens eine flexible Leiterplatte vorgesehen ist und das erste Ende der flexiblen Leiterplatte mit dem neuen elektrischen Bauteil verbunden wird. Zur mechanischen Verbin­ dung des zweiten Endes der flexiblen Leiterplatte mit der Basis-Leiterplatte ist dieselbe mit über die gesamte Oberfläche verteilte Bohrungen versehen, durch die hindurch mittels Schrauben die flexible Leiterplatte und die Basis- Leiterplatte an entsprechenden Verschraubungspunkten eines Gerätegehäu­ ses oder Gerätechassis befestigt werden. Die elektrische Verbindung der fle­ xiblen Leiterplatte mit der Basis-Leiterplatte wird ebenfalls mit über die ge­ samte Oberfläche der Basis-Leiterplatte verteilten Lötpunkten durchgeführt.

Der Nachteil dieses bekannten Verfahrens besteht darin, daß separate Maß­ nahmen sowohl zur mechanischen als auch zur elektrischen Verbindung vor­ gesehen sind, weshalb dieses Verfahren zu hohen Herstellkosten führt.

Schließlich ist aus der DE 29 01 416 A1 ein Verfahren bekannt, bei dem die Kontaktierung eines elektronischen Bauteils, insbesondere eines Displays mit drei flexiblen Leiterplatten so durchgeführt wird, daß jeweils ein Teil der An­ schlüsse des Bauteils einem Mittelteil einer flexiblen Leiterplatte zugeordnet ist, wobei die auf dem Mittelteil den einzelnen Anschlüssen zugeordneten Leitbahnen in Richtung der beiden Endbereiche der flexiblen Leiterplatte in einem größeren Abstand zueinander angeordnet sind als im Mittelteil, so daß sich die flexiblen Leiterplatten zumindest im Endbereich teilweise über­ lappen. Die Leitbahnenden im Endbereich der flexiblen Leiterplatten sind in einem üblichen Rastermaß angeordnet, so daß die Endbereiche mit auf star­ ren Leiterplatten angeordneten Anschlüssen verbindbar sind.

In nachteiliger Weise erfordert dieses bekannte Verfahren die Verwendung von flexiblen Leiterplatten, die aufgespreizte Leitbahnen sowie eine beson­ dere geometrische Form aufweisen, wobei für verschiedene Anwendungs­ fälle flexible Leiterplatten mit unterschiedlichem Aufspreizungsgrad der Leitbahnen sowie mit unterschiedlicher geometrischer Form erforderlich sind, weshalb solche Leiterplatten im Vergleich zu standardisierten Leiter­ platten hohe Herstellkosten aufweisen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das auf einfache und kostengünstige Weise er­ laubt, eine Verbindung zwischen einem neuen Bauteil und einer Basis-Leiter­ platte mittels flexibler Leiterplatten herzustellen.

Erfindungsgemäß wird dies mit den kennzeichnenden Merkmalen der Pa­ tentansprüche 1 und 2 gelöst. Hiernach sind gemäß der ersten Lösung zwei flexible Leiterplatten vorgesehen, wobei die zu ersetzende Teilfunktion in ei­ nem einzigen SMD-Bauteil realisiert ist. Da die Anschlußflecken dieses SMD- Bauteils rechteckförmig angeordnet sind, wird die erste Leiterplatte mit ihren Anschlüssen mit den Anschlußflecken der einen Seite der rechteckför­ migen Anordnung verbunden, während die Anschlüsse der auf der zweiten Leiterplatte angeordneten Leitbahnen U-förmig angeordnet sind und mit den Anschlußflecken der drei anderen Seiten verbunden werden.

Gemäß der zweiten Lösung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind eben­ falls zwei flexible Leiterplatten vorgesehen, wobei jedoch die Verbindung zu den SMD-Anschlußflecken des ersetzten Bauteils derart erfolgt, daß die An­ schlüsse der auf den Leiterplatten angeordneten Leitbahnen jeweils V-för­ mig ausgebildet und jeweils mit den SMD-Anschlußflecken von zwei aneinan­ dergrenzenden Seiten der rechteckförmigen Anordnung der SMD-Anschluß­ flecken verbunden sind.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können mehrere Vorteile erzielt werden. Zunächst erfordert dieses Verfahren eine Bestückungsfläche, die nicht größer als die des ersetzten SMD-Bauteils ist. Somit kann kostengünstig durch Anpassung einer produktionstechnisch fertigen Baugruppe an eine neue oder andere elektrische Teilfunktion ein neues Produkt geschaffen werden. Ein solches Produkt kann sowohl für Testzwecke im Praxisbetrieb oder als Vorserie im Hinblick auf eine Serienproduktion dienen als auch als Endprodukt verwendet werden, wodurch die Herstellungskosten für eine solche neue Baugruppe niedrig gehalten werden können. Des weiteren kann eine erfolgreich abgeschlossene Vorserie dazu führen, daß die Funktion des neuen elektrischen Bauteils mit einem speziell für die vorliegende Baugrup­ pe entwickelten SMD-Bauteil verwirklicht wird, so daß nun dieses Bauteil an­ stelle der flexiblen Leiterplatten direkt wieder auf die Basis-Leiterplatte an­ geordnet werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt auch die nachträgliche Umrüstung von gebrauchten Baugruppen zu, was im Hinblick auf den Umweltschutz zu weniger "Elektronikabfall" führt.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: Eine Darstellung einer Baugruppe mit ausgela­ gertem SMD-Bauteil und zugehörigen flexiblen Leiterplatten als Verbindungsleiter nach der Erfindung,

Fig. 2: eine Darstellung der fertigen Baugruppe nach Fig. 1,

Fig. 3: eine weitere Darstellung einer Baugruppe mit ausgelagertem SMD-Bauteil und zugehörigen flexiblen Leiterplatten als Verbindungsleiter nach der Erfindung und

Fig. 4: eine Darstellung der fertigen Baugruppen nach Fig. 3.

Die Fig. 1 zeigt eine Baugruppe 1 mit einer Basis-Lei­ terplatte 3, die rechteckförmig angeordnete An­ schlußflecken 7, 9 und 10 für entsprechende SMD-Bau­ teile 2, 2a und 2b trägt. Wie mit dem Pfeil A angedeu­ tet werden soll, stellt das SMD-Bauteil 2 das auszu­ lagernde Bauteil dar. Die mit diesem Bauteil reali­ sierte schaltungstechnische Funktion soll durch eine neue Funktion ersetzt werden, die nunmehr von einem Bauteil 4 realisiert wird. Dieses Bauteil 4 kann aus einer Leiterplatte mit darauf angeordnetem SMD-Bauteil aufgebaut sein oder auch ein Emulatorturm darstellen. Dieses neue elektrische Bauteil 4 soll über zwei fle­ xible Leiterplatten 5 und 6 mit der Basis-Leiterplatte 3 der Baugruppe 1 verbunden werden. Diese Leiterplatten 5 und 6 besitzen ein erstes Ende 5a bzw. 6a und eine zweites Ende 5b bzw. 6b. Mit ihrem ersten Ende 5a und 5b sind diese Leiterplatten 5 und 6 mit dem neuen Bau­ teil 4 verbunden, während sie mit ihren zweiten Enden 5b und 6b mit den Anschlußflecken 7a und 7b verlötet werden. Hierzu sind die Anschlüsse 5c der auf der Lei­ terplatte 5 angeordneten Leitbahnen I-förmig ausgebil­ det, so daß sie mit den Anschlußflecken 7a einer Seite der rechteckförmigen Anordnung der Anschlußflecken für das ausgelagerte SMD-Bauteil 2 aufeinanderliegend kor­ respondieren. Die Anschlußflecken 7b der zugehörigen anderen drei Seiten werden mit der zweiten flexiblen Leiterplatte 6 verbunden, in dem die Anschlüsse 6c der auf ihr angeordneten Leitbahnen U-förmig ausgebildet sind. In einem anschließenden geeigneten Lötverfahren werden diese beiden Enden 5b und 6b der Leiterplatten 5 und 6 derart mit den Anschlußflecken 7a und 7b verbun­ den, daß sie entsprechend Fig. 2 flächenparallel auf der Basis-Leiterplatte 3 liegen. Mit dem gleichen Löt­ vorgang wird die Basis-Leiterplatte 3 auch mit den an­ deren SMD-Bauteilen 2a und 2b bestückt. In Fig. 2 ist das neue Bauteil 4 im Unterschied zur Fig. 1 mit sei­ ner Unterseite dargestellt. Hiernach sind auch die bei­ den Enden 5a und 6a der beiden Leiterplatten 5 und 6 flächenparallel über die Anschlüsse der Leitbahnen mit entsprechenden Anschlußflecken der zugehörigen Leiter­ platte verlötet.

Die Fig. 3 und 4 zeigen ein weiteres Ausführungsbei­ spiel der Erfindung, das sich gegenüber demjenigen nach den Fig. 1 und 2 in der Art der Verbindung der zwei­ ten Enden 5b und 6b der Leiterplatten 5 und 6 mit den Anschlußflecken,, 8 des ausgelagerten SMD-Bauteils 2 un­ terscheidet. Die Anschlüsse 5c und 6c der von den fle­ xiblen Leiterplatten 5 und 6 getragenen Leitbahnen sind derart V-förmig angeordnet, daß sie jeweils mit den An­ schlußflecken 8a und 8b von jeweils aneinandergrenzen­ den Seiten der rechteckförmigen Anschlußfleckenkonfigu­ ration aufeinanderliegend korrespondieren. Die Fig. 4 zeigt den Zustand der Baugruppe 1, nachdem die flexi­ blen Leiterplatten 5 und 6 mit einem geeigneten Lötver­ fahren mit der Basis-Leiterplatte 3 verbunden sind und dieselbe auch mit den entsprechenden SMD-Bauteilen 2a und 2b bestückt wurde. Hiernach werden diese beiden flexiblen Leiterplatten 5 und 6 senkrecht auf die Ba­ sis-Leiterplatte 3 geführt und gehen im Bereich ihrer Anschlüsse 5c und 6c in die Ebene der Basis-Leiter­ platte 3 über.

Die Erfindung erlaubt nicht nur die Auslagerung von ei­ nem einzigen SMD-Bauteil, wie dies in den Figuren dar­ gestellt ist, sondern auch den Ersatz von zwei oder weiteren SMD-Bauteilen durch ein externes Bauteil oder eine externe Baugruppe. Zur Verbindung eines solchen neuen Bauelementes oder einer solchen neuen Baugruppe mit den Basis-Leiterplatte können auch mehr als zwei flexible Leiterplatten erforderlich werden.

Die Erfindung erlaubt auch die nachträgliche Umrüstung von gebrauchten Baugruppen, indem zunächst das auszula­ gernde SMD-Bauteil 2 ausgelötet wird und anschließend das neue Bauteil 4 über entsprechende flexible Leitbah­ nen mit den Anschlußflecken des ausgelagerten SMD-Bau­ teils verbunden wird.

Claims (4)

1. Verfahren zum Ändern einer Teilfunktion einer mit einer elektrischen Bau­ gruppe realisierten Schaltung, wobei diese elektrische Baugruppe (1) aus ei­ ner mit SMD-Bauteilen (2a, 2b, 2c) bestückten Basis-Leiterplatte (3) besteht und folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:
Auswahl desjenigen SMD-Bauteiles (2), das die Teilfunktion realisiert, wobei dessen Anschlußflecken (7a, 7b) rechteckförmig angeordnet sind,

• b) Ersetzen des ausgewählten SMD-Bauteiles (2) durch ein neues Bauteil (4), das die geänderte Teilfunktion realisiert,
• c) zur Verbindung des neuen Bauteiles (4) mit der Basis-Leiterplatte (3) sind zwei flexible Leiterplatten (5, 6) mit jeweils einem ersten und zweiten Ende (5a, 5b, 6a, 6b) vorgesehen,
• d) das jeweils erste Ende (5a, 6a) der beiden flexiblen Leiterplatten (5, 6) wird mit dem neuen Bauteil (4) verbunden und
• e) zur Verbindung der flexiblen Leiterplatten (5, 6) mit den SMD-An­ schlußflecken (7a, 7b, 8a, 8b) des ausgelagerten SMD-Bauteiles (2) mit­ tels eines Anlötverfahrens wird
• e1) das zweite Ende (5b) der ersten flexiblen Leiterplatte (5) mit den SMD- Anschlußflecken (7a) derart verbunden, daß die Anschlüsse (5c) der auf dieser ersten Leiterplatte (5) angeordneten Leitbahnen mit einer Seite der rechteckförmigen Anordnung der SMD-Anschlußflecken (7a) aufeinanderliegend korrespondieren und
• e2) das zweite Ende (6b) der zweiten flexiblen Leiterplatte (6) mit den SMD-Anschlußflecken (7b) derart verbunden, daß die Anschlüsse (6c) der auf der zweiten flexiblen Leiterplatte (6) angeordneten Leitbah­ nen U-förmig angeordnet sind und mit den SMD-Anschlußflecken (7d) der drei anderen Seiten (7b) der rechteckförmigen Anordnung der SMD-Anschlußflecken aufeinanderliegend korrespondieren.

2. Verfahren zum Ändern einer Teilfunktion einer mit einer elektrischen Bau­ gruppe realisierten Schaltung, wobei diese elektrische Baugruppe (1) aus ei­ ner mit SMD-Bauteilen (2a, 2b, 2c) bestückten Basis-Leiterplatte (3) besteht und folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:

• a) Auswahl desjenigen SMD-Bauteiles (2), das die Teilfunktion realisiert, wobei dessen Anschlußflecken (8a, 8b) rechteckförmig angeordnet sind,
• b) Ersetzen des ausgewählten SMD-Bauteiles (2) durch ein neues Bauteil (4), das die geänderte Teilfunktion realisiert,
• c) zur Verbindung des neuen Bauteiles (4) mit der Basis-Leiterplatte (3) sind zwei flexible Leiterplatten (5, 6) mit jeweils einem ersten und zweiten Ende (5a, 5b, 6a, 6b) vorgesehen,
• d) das jeweils erste Ende (5a, 6a) der beiden flexiblen Leiterplatten (5, 6) wird mit dem neuen Bauteil (4) verbunden und
• e) zur Verbindung der flexiblen Leiterplatten (5, 6) mit den SMD-An­ schlußflecken (8a, 8b) des ausgelagerten SMD-Bauteiles (2) mittels ei­ nes Anlötverfahrens wird
• e1) das zweite Ende der ersten flexiblen Leiterplatte (5) mit den SMD-An­ schlußflecken (8a) derartig verbunden, daß die Anschlüsse (5c) der auf der Leiterplatte (5) angeordneten Leitbahnen V-förmig ausgebildet sind und mit den SMD-Anschlußflecken (8a) von zwei aneinandergren­ zenden Seiten der rechteckförmigen Anordnung der SMD-Anschluß­ flecken aufeinanderliegend korrespondieren und
• e2) das zweite Ende (6b) der zweiten flexiblen Leiterplatte (6) mit den SMD-Anschlußflecken (8b) derartig verbunden, daß die Anschlüsse (6c) der auf der zweiten Leiterplatte (6) angeordneten Leitbahnen eben­ falls V-förmig ausgebildet sind und mit den SMD-Anschlußflecken (8b) der zwei anderen aneinandergrenzenden Seiten der rechteckförmi­ gen Anordnung der SMD-Anschlußflecken aufeinanderliegend korres­ pondieren.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lei­ terplatten (5, 6) parallel aufeinanderliegend auf die Basis-Leiterplatte (3) ge­ führt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lei­ terplatten (5, 6) parallel aneinanderliegend im Bereich der Diagonalen der rechteckförmigen Anordnung der SMD-Flecken (8a, 8b) senkrecht auf die Basis-Leiterplatte (3) geführt werden und daß die Enden (5b, 6b) jeweils in ei­ nem Winkel von ungefähr 90° in die Ebene der Basis-Leiterplatte (3) derart gebogen werden, daß deren Anschlüsse (5c, 6c) auf den zugehörigen SMD- Flecken (8a, 8b) liegen.